Proteksi katodik korosi pipa: peralatan, prinsip operasi

Alat perlindungan korosi dapat memperpanjang masa kerja struktur logam, serta menjaga sifat teknis dan fisiknya selama operasi. Meskipun berbagai metode untuk memberikan tindakan anti korosif, sangat mungkin untuk benar-benar melindungi benda dari kerusakan karat hanya dalam kasus yang jarang terjadi.

Efektivitas perlindungan semacam itu tidak hanya bergantung pada kualitas teknologi pelindung, namun juga pada kondisi penerapannya. Secara khusus, untuk pelestarian struktur logam dari jaringan pipa, sifat terbaiknya ditunjukkan oleh proteksi korosi elektrokimia berdasarkan operasi katoda. Mencegah pembentukan karat pada komunikasi semacam itu, tentu saja, bukanlah satu-satunya bidang penerapan teknologi ini, namun dari segi kombinasi karakteristik, arah ini dapat dianggap paling relevan untuk perlindungan elektrokimia.

Informasi umum tentang proteksi elektrokimia

Perlindungan logam dari karat dengan cara elektrokimia didasarkan pada ketergantungan potensial elektroda material terhadap kecepatan proses korosi. Struktur logam harus dioperasikan dalam kisaran potensi dimana pembubaran anodik mereka berada di bawah batas yang diijinkan. Yang terakhir, by the way, ditentukan oleh dokumentasi teknis untuk pengoperasian struktur.

Dalam prakteknya, proteksi korosi elektrokimia melibatkan koneksi ke produk jadi dari sumber dengan arus konstan. Medan listrik di permukaan dan dalam struktur benda yang dilindungi membentuk polarisasi elektroda, yang juga mengendalikan proses kerusakan korosif. Intinya, zona anoda pada struktur logam menjadi katodik, yang memungkinkan pengalihan proses negatif, memastikan keamanan struktur objek target.

Prinsip pengoperasian proteksi katodik

Ada proteksi katodik dan anodik tipe elektrokimia. Konsep pertama, yang digunakan untuk melindungi jaringan pipa, masih mendapatkan popularitas paling banyak. Dengan prinsip umum, bila metode ini diterapkan, arus diterapkan pada objek dengan kutub negatif dari sumber eksternal. Secara khusus, dengan demikian, pipa baja atau tembaga dapat terlindungi, menghasilkan polarisasi bagian katoda dengan transisi potensi mereka ke keadaan anoda. Akibatnya, aktivitas korosif dari struktur yang dilindungi akan dikurangi menjadi hampir nol.

Pada saat yang sama, proteksi katodik dapat memiliki versi yang berbeda. Teknik polarisasi yang dijelaskan di atas dari sumber eksternal dipraktekkan secara luas, namun metode deaerasi elektrolit dengan penurunan kecepatan proses katoda, dan juga pembentukan penghalang pelindung, efektif.

Sudah dicatat lebih dari sekali bahwa prinsip perlindungan katodik diwujudkan karena sumber arus eksternal. Sebenarnya, dalam pekerjaannya dan merupakan fungsi utama proteksi anti korosi. Tugas-tugas ini dipenuhi oleh stasiun khusus, yang pada aturannya termasuk dalam infrastruktur umum pemeliharaan jaringan pipa.

Stasiun proteksi korosi katodik

Fungsi utama dari stasiun katoda adalah pasokan arus stabil dari objek logam target sesuai dengan metode polarisasi katodik. Mereka menggunakan peralatan seperti itu di bidang infrastruktur pipa gas bawah tanah dan minyak, di pipa pasokan air, jaringan panas, dll.

Ada banyak jenis sumber seperti itu, dan perangkat yang paling umum untuk perlindungan katodik melibatkan kehadiran:

• Peralatan konverter arus;
• Kabel untuk koneksi ke objek yang akan dilindungi;
• Pembumian anodik

Dalam hal ini, ada pemisahan stasiun menjadi inverter dan transformator yang. Ada klasifikasi lain, namun berorientasi pada segmentasi tanaman atau aplikasi, atau dengan karakteristik teknis dan parameter data masukan. Prinsip dasar operasi paling jelas menggambarkan dua jenis stasiun katoda.

Instalasi transformer untuk proteksi katodik

Perlu dicatat sekaligus bahwa jenis stasiun ini sudah usang. Ini diganti dengan analog inverter, yang memiliki kelebihan dan kekurangan. Bagaimanapun, model transformator digunakan bahkan pada titik perlindungan elektrokimia baru.

Dasar dari benda-benda tersebut adalah trafo frekuensi rendah pada 50 Hz dan sebuah konverter thyristor. Untuk sistem kontrol thyristor, perangkat paling sederhana digunakan, di antaranya pengendali tenaga impuls fase. Pendekatan yang lebih bertanggung jawab untuk menyelesaikan tugas manajemen melibatkan penggunaan kontroler dengan berbagai fungsi.

Proteksi katodik modern terhadap korosi jaringan pipa dengan peralatan semacam itu memungkinkan Anda menyesuaikan parameter arus keluaran, pembacaan voltase, dan bahkan menghilangkan potensi protektif. Sedangkan untuk kerugian peralatan transformator, mereka dikurangi ke tingkat tinggi riak saat ini pada output dengan faktor daya rendah. Cacat ini dijelaskan bukan dengan bentuk arus sinusoid.

Memecahkan masalah dengan pulsasi sampai batas tertentu memungkinkan pengenalan frekuensi rendah tersedak ke dalam sistem, namun dimensinya sesuai dengan dimensi transformator itu sendiri, yang tidak selalu memungkinkan penambahan semacam itu.

Stasiun Inverter untuk perlindungan katodik

Instalasi tipe inverter didasarkan pada konverter frekuensi tinggi berdenyut. Salah satu keunggulan utama penggunaan jenis stasiun ini adalah efisiensi yang tinggi, mencapai 95%. Sebagai perbandingan, pada tanaman transformator angka ini rata-rata mencapai 80%.

Terkadang martabat lain muncul kedepan. Misalnya, dimensi kecil stasiun inverter memperluas kemungkinan penerapannya di area yang kompleks. Ada juga keuntungan finansial, yang mengonfirmasikan praktik penggunaan peralatan tersebut. Dengan demikian, proteksi korosi katoda inverter dengan cepat terbayar dan memerlukan investasi minimal dalam kandungan teknis. Namun, kualitas ini terlihat jelas hanya bila dibandingkan dengan instalasi transformator, namun saat ini ada cara baru yang lebih efektif untuk menyediakan arus pipa.

Konstruksi stasiun katoda

Peralatan semacam itu dipaparkan di pasaran di berbagai bangunan, bentuk dan dimensi. Tentu saja, praktik perancangan individu dari sistem semacam itu tersebar luas, yang memungkinkan tidak hanya untuk mendapatkan desain yang optimal untuk kebutuhan spesifik, namun juga untuk menyediakan parameter operasional yang diperlukan.

Perhitungan yang ketat dari karakteristik stasiun memungkinkan lebih jauh mengoptimalkan biaya pemasangan, transportasi dan penyimpanannya. Misalnya, untuk benda-benda kecil, proteksi katodik terhadap korosi jaringan pipa berbasis inverter dengan massa 10-15 kg dan daya 1,2 kW cukup sesuai. Peralatan dengan karakteristik ini dapat dilayani oleh sebuah mobil penumpang, bagaimanapun, untuk proyek berskala besar, stasiun yang lebih besar dan berat dapat digunakan, yang memerlukan koneksi truk, crane dan tim perakitan.

Fungsi pelindung

Perhatian khusus dalam pengembangan stasiun katoda diberikan untuk melindungi peralatan itu sendiri. Untuk tujuan ini, sistem terintegrasi untuk mencegah stasiun dari hubungan arus pendek dan beban mogok. Dalam kasus pertama, sekering khusus digunakan, yang memungkinkan untuk menangani operasi darurat unit.

Sedangkan untuk lompatan dan jeda pada voltase, stasiun proteksi katodik tidak mungkin terpengaruh secara serius oleh mereka, namun mungkin ada risiko sengatan listrik. Misalnya, jika dalam mode normal peralatan dioperasikan dengan voltase rendah, maka setelah jeda maka lompatan indikator bisa membawa ke 120 V.

Jenis perlindungan elektrokimia lainnya

Selain perlindungan katodik, baik teknologi drainase listrik dan metode pelindung untuk mencegah korosi dipraktekkan. Arah yang paling menjanjikan dianggap sebagai perlindungan khusus dari korosi. Dalam kasus ini, elemen aktif juga terhubung ke objek target, memberikan transformasi permukaan dengan katoda dengan menggunakan arus. Misalnya, pipa baja dalam pipa gas bisa dilindungi oleh silinder seng atau aluminium.

Kesimpulan

Metode perlindungan elektrokimia tidak dapat dikaitkan dengan inovasi baru dan terutama inovatif. Keefektifan penggunaan teknik tersebut dalam perang melawan proses rusting telah lama dikuasai. Namun, penyebaran metode ini terhambat oleh satu cacat serius. Faktanya adalah bahwa perlindungan katodik terhadap korosi jaringan pipa pasti menghasilkan apa yang disebut arus pengembara. Mereka tidak berbahaya bagi desain target, namun bisa berdampak negatif pada objek terdekat. Secara khusus, arus pengembara berkontribusi pada pengembangan korosi yang sama pada permukaan logam dari pipa yang berdekatan.